DERİN DELİK DELME 1. DERİN DELİK DELME 1.1. Giriş; Derin delik delme işlemi yağ endüstrisi,silah sanayi vb. bir çok alanda kullanılan bir işlemdir.Elde  edilen  parçaların  işlevlerinin  tam  olarak  yerine  getirebilmesi  için  önceden belirlenen  boyut, tolerans  ve  kaliteyi  sağlaması  gerekir.Bu  istenen  özellikleri  yerine  getiren parçaların  imalinde  de  minimum  enerjinin  harcanması  için  bazı  optimizasyonlar yapılmalıdır. Bu  gereksinimlerin  karşılanması  için  de  derin  delik  delme  işlemi  tanımlanacak, bu işlem  için  geliştirilmiş  bazı  takım  ve  sistemler  incelenecek,  delik  delme  esnasında  ortaya çıkan koşullar belirlenmeye çalışılacak  ve sonuçta en iyi çözüme en  iyi yoldan ulaşmak için yeterli bilginin elde edilmesine çalışılacaktır. 1.2. Derin delik delme tanımı; Derin  delik  delme  uygun  tasarlanmış  torna,  matkap,  delik  delme  tezgahı  ve  freze tezgahında  yapılacak  uygun  değişiklerle, yüksek  basınçlı  kesme  sıvısı  kullanılarak, namlu delme, namlu delik işleme, trepanlama yani alın kanalı açma ve diğer kendinden yataklamalı takımlarla  yapılan  delme  işlemidir. Derin  delik  delme  derinliğin  çapa  göre  çok  daha  büyük olduğu işlemlerdir. Bu işlemlerde derinlik/delik çapı 5 ile 100 arasında değişebilmektedir.Pek çok  uygulamada  derin  delik  delme  işlemi  bu  işlem  için  hazırlanmış  özel  tezgahlarda yapılmaktadır. Bu tezgahlarda delme işlemi ; İş parçasının dönmesi, Takımın dönmesi, İş parçası ve takımın dönmesi ile gerçekleştirilebilir. Gerek talaşın ve kesme ağzında oluşan sıcaklığın tahliyesi , gerekse matkap rijitliğinin azalması bakımından derin deliklerin işlenmesi daha zordur.Delik derinliği arttıkça yağlama, talaş  kırma,  soğutma,  oluşan  talaşın  boşaltılması  için  daha  modern  takımlara  ihtiyaç duyulur.Bu isteklerin sağlanması ise özel olarak geliştirilmiş derin delik delme sistemlerince sağlanmaktadır. 1.3. Derin delik delme yöntemleri 1.3.1. Dolu malzemeye delik delme; Genellikle küçük çaplar için kullanılan bir yöntemdir. 1.3.2 Çevreden kesme; Büyük  çaplı  deliklerin  delinmesinde  kullanılırlar.Dolu  malzemeye  delik  delme işleminde harcanan güçten daha az güç harcar. 1.3.3 Delik genişletme; Dövülmüş, dökülmüş,  preslenmiş  veya  haddelenmiş  parçaların  işlenmesi  esnasında daha  iyi  yüzey  kalitesinin  ve  toleransların  elde  edilebilmesi  amacıyla  kullanılırlar.Tezgah gücünün  yeterli  olmadığı  durumlarda  baş  vurulabilen  bir  yöntemdir.  Ayrıca  çekerek  delik işleme de boruları işlemek için kullanılan bir genişletme yöntemidir. Delme  esnasında  talaş  kırma  işlemi  ve  işlenen  talaşın  delikten  boşaltılması  işlenen yüzeye zarar vermemesi açısından işlemi çok önemlidir.Delik derinliği arttıkça bu işlem daha da zorlaşır. Kesme  sıvısının  yada  basınçlı  havanın  kullanılması,  özellikle  derin  delik  veya  kör deliklerin  tornalanmasında,  gerek  talaşların  dışarıya  atılmasında  gerekse  yüzey  kalitesinde olumlu etkiler sağlar. 1.4. Kesme sıvısının kesme bölgesine gönderilmesi ve talaşın uzaklaştırılması;   Kesme sıvısı takımın içinden kesme bölgesine gönderilir.Talaşlar kesme bölgesinden takımın dışından , takım üzerindeki bir kanal yardımıyla uzaklaştırılırlar.Bu prensip daha çok namlu matkap sistemlerinde kullanılırlar.   Kesme  sıvısı  takımın  dışından  kesme  bölgesine  gönderilir.Oluşan  talaş  takımın içinden kesme bölgesinden uzaklaştırılır. Bu prensipte kullanılan iki metot vardır; 1.4.1 Ejektör sistemi; Ejektör sistemi kesme sıvısının iç ve  dış borular arasından pompalandığı ikiz borulu bir  sistemdir. Bu  sistem  her  makineye  adapte  edilebilir,  ancak  daha  çok  NC  ve  CNC  torna tezgahlarında  tercih  edilirler. Kesici  takım  ile  işlenen  parça  arasında  sıkılık gerektirmez.Ejektör  delme  verimli,kendi  kendini  temizleyen  bir  işlemdir.Sızdırmazlık  ve basınç  ayarlarına  gerek  yoktur.Ayrıca  ejektör  sisteminde  iş  parçası  ile  delme  burcu  arasına sızdırmazlık burcu konmasına gerek yoktur.Delme burcu iş parçasına mümkün olduğu kadar yakın yerleştirilmelidir. Ejektör delme işleminde kesme sıvısı dolaşımı iç  ve dış borulardan oluşan kapalı bir sistem tarafından sağlanır.Bu ise söz konusu tekniğin aralıklı delme işlemlerinde herhangi bir kesme sıvısı kaybı olmaksızın kullanılabilmesi demektir. Ejektör  delme  ,  belli  durumlarda  delme  burcu  kullanılmadan  da  yapılabilir.Delme burcu yerine bir pilot delik delinir ve bu delik doğrusallık ve boyutsal toleranslar sağlanacak şekilde  bu  işlemi,  izleyen  ejektör  delme  işlemi  için  genişletilir. Pilot  delik  ,  delme  kafasının uzunluğundan  en  az  5 mm daha  uzun  olmalıdır.Delik  toleransları  +0,05 mm ile  +0,1 mm aralığında değişmelidir.Ejektör delme işlemi çapsal hassasiyetin önemli olmadığı durumlarda pilot deliğin genişletilmesi gerekmeksizin de uygulanabilir.Ancak bu durumda ejektör delme işlemi deliğim girişinden başlar. Ejektör delme sistemi 1.4.1.1. Bazı ejektör sistemleri; Valf gövdesi Delik derinliği 549 mm      Kirmen  Delik derinliği 457 mm Kısma valfı Delik derinliği 410 mm 1.4.2. STS Sistemleri; STS  delme  işleminde  kesme  sıvısı  matkap  ile  delik  cidarları  arasına  gönderilir.Kesme  sıvısı talaşı  takımdan  ve  matkap  yuvasından  uzaklaştırabilmek  için  yeterli  basınca  sahip olmalıdır.Uzun  deliklerin  işlenmesinde  avantajlı  bir  yöntemdir.Talaş  kırma  problemlerinin olduğu durumlarda ejektör sistemine oranla daha çok tercih edilirler.STS sisteminde matkap içinden  geçen kesme sıvısı  yaklaşık  iki  kattır.Ejektör sistemine göre daha yüksek bir basınç elde edilir ve bu da daha iyi bir talaş kırma sağlar. STS sistemi 1.4.2.1.Bazı STS Sistemleri; Uçak pervanesi mili Delik derinliği 14000 mm Isı değiştiricisi levhası Delik derinliği 610 mm Kesme  sıvısının  kesme  bölgesine  dışarıdan  gönderildiği  sistemlerde (ejektör  ve  STS)  minimu8m  0,006  mm’lik  boşluğa  sahip  G6/h6  toleransı  tavsiye edilmektedir. Delme  işlemi  bir  delme  burcu  ile  başlar.Delme  burcunun  görevi  matkabı  parçaya temas ettiği andan destek elemanlarının delinen yüzeye temas ettiği ana dek yataklamak ve klavuzlamaktır.Delme burcunun tipi çeşitli delme sistemlerine göre farklılık gösterir. Delme burcu 1.5.Matkapla delik açma; Matkapla delik delme, bir merkez etrafında  dönen (genellikle  tek  noktalı),  bir  ya da daha  fazla  kesici  ağız  içeren  aletle  dolu  bir  parçaya  dairesel  delik  veya  silindir  ya  da  tüp şeklinde  oluk  açmak  için  yapılan  bir  tornalama  işlemidir.  Bu  işlem  en  az  dört  farklı  tip uygulama için kullanılır: Yuvarlak disklerin, büyük ince deliklerin, dairesel olukların ve derin deliklerin  oluşturulması.  Bu  kısımda  bizim  konumuz  olması  açısından  derin  delik  delme incelenecektir. Namlu  matkapla  delme  işleminde  iş  parçasına  delinen  merkezleme  deliğinin  çapı matkap  çapından  küçük  olmalıdır  aksi  taktirde  delme  burcu  ile  iş  parçası  arasındaki boşlukta  sıkışan  talaş  takıma  zarar  verebilir.Merkezleme  deliğinin  çapının  azaltılması mümkün  değilse  önceden  delinmiş  deliğe  giren  ve  matkabı  daha  iyi  klavuzlayan  özel burçlar kullanılabilir. Matkap  ile  iş  parçası  arasındaki  merkezleme  deliğin  boyutsal  hassasiyetini etkiler.Bu  nedenle  delme  burcu  ekseni  ile  parça  ekseni  arasındaki  sapma  0,02  mm  yi aşmamalıdır.Ayrıca  herhangi  bir  eksen  kaçıklığı  olmasa  bile  çok  büyük  burçların kullanılması eksenel sapmalara neden olur. Eksenden sapmalar Matkabın  döndüğü  durumlarda  eksenden  kaçıklık  deliğin  konumu  üzerinde  etkili olurlar.Delik  genişletme  işleminde  kesici  kenarlar  üzerinde  dengesiz  yüklemeler  oluşur  ve uzun, narin iş parçalarında radyal kuvvetler delik kalitesini bozan titreşimlere ve sehime yol açabilirler. Matkaplama aynı zamanda, bir parçaya tornalamayla derin delik açma işleminde de  sıklıkla  kullanılan  en  pratik  metottur.  Derin  delik  matkaplama,  basınçlı  kesme  sıvısı gerektirmesi  ve  otomatik  kumandalı  kesme  sistemi  ile  çalışması  yönünden,  düz  oluklu matkapla delme işlemine benzerdir; iki ana fark ise: (a) Matkaplama sadece büyük delikler için (2 inç çapından daha büyük) pratiktir; ve (b) Matkaplama tek parça gövde üretirken, oluklu matkapla delme, sadece rende talaşı şekli oluşmasına olanak verir. 2  inç  veya  daha  büyük  çaplı  delik açma yöntemi  olan matkaplama, yassı  matkapla  veya burma  matkapla  delme  işlemlerinden  fazla  olarak,  bağlantılı  işlemleri  ile  beraber  şu avantajları sunar; 1. Çapta ve düzgünlükte daha hassas tolerans 2. Daha derin deliklere tatbik edilebilme 3. Daha büyük talaş kaldırma miktarı 4. İşlemde, iş malzemesinin, gövdenin yüksek maliyeti, talaştan daha değerlidir. 1.5.1. Matkapla Derin Delik Delme Makinaları; Derinliği,  yaklaşık  çapının  beş  katından  küçük  deliklerin  işlenmesi  için  dikey matkap  tezgahları  genellikle  yeterlidir.  Bununla  beraber  deliğin  derinliğinin  çapının  beş katını  geçmesiyle,  herhangi  bir  dikey  ekipman  sürekli  kullanılamaz  hale  gelir.  Buna  ek olarak,  takımın  döndürüldüğü  ve  işin  sabit  tutulduğu  durumda,  derinliğin  çapa  oranı arttıkça  ekipmanın  sıhhati  çok  hızlı bir  şekilde  kaybolur.  Bu  sebepten  derin  deliklerin işlenmesi için tornalar, revolver tornalar veya yatay matkap makineleri tercih edilirler. Bu makinelerin  hepsinde  takım  sabit  kalırken  iş  parçası  dönmektedir.  Diğer  koşullar  sabit olduğunda bu teknik daha iyi sıhhatle sonuçlanmaktadır. Kullanılan  makinenin  tipi  önemsenmeden makinenin  rijit  olması,  sinter  karbür takımla  işlemek  için  600  ft/dk’  ya  kadar  hızlara  yeterli  güçte  ve  değişebilen  ilerleme kontrolüne sahip olması gerekir. 1.6. Derin Delik Delme İçin Takımlar; Matkapla  delik  delme  için  kullanılan  delme  çubukları,  oyuk  tiplerdir.  Bu  şekilde olmaları,  iş  parçası  göbeğinin;  kesme  sıvısının  kesiciye  doğru  akmasına  yeterli  açıklıkla, çubuğun içine girmesine izin vermek veya sıvı ve talaşın kesiciden zorla uzaklaştırılmaları içindir. Çubuk genelde 52100 malzemeden veya çelikten yapılır. Cidar kalınlıkları, yaklaşık 5/16 inçten;  çubuğun  uzunluğuna  ve  burulmaya  ait  kuvvetlere  karşı  gerekli  olan  dirence göre, daha yüksek değerlere kadar sıralanır.  Delme kafaları silindir şeklindedir ve genellikle bir tek katı karbür veya karbür uçlu kesici  kullanılır.  çok  kesici  kafalar,  uygun  talaş  kaldırma  etkilerine  rağmen  daha  az  bir genişlikle  kullanılırlar  çünkü  delik  hassasiyeti  feda  edilmeden  (delik  hassasiyetine  önem verilerek) elde edilmiş dengeli kesme işinde poz (duruş) problemleri vardır. Derin  delik  delme  nispeten  uzun  derinlikler  ile  delik  çapının  bir  kombinasyonu şeklinde  de  tanımlanabilir.  Derin  delik  delme  daha  çok  delik  çapının  10  katı  ile  150  katı arasında olduğu zaman tercih edilir. Bu konuda Sandvik Coromant firması dünyanın önde gelen firmalarındandır. Aşağıda derin delme de kullanılan bazı sistemler ve bu sistemlerin özellikleri verilmiştir. Küçülk toleranslarda çalışabilir ve yüksek yüzey kalitesi elde edilebilir. Çok  uzun  delik  delme  işlemlerinde  eksenden  sapmadan  delme  işlemini  yerin getirebilir. Bir çok metali iyi bir şekilde işleme özelliğine sahiptir. Standart olarak bulunabilir. Standart olarak 65 ile 130 mm arasında sınıflandırılırlar. Delik çapının 18,4-30 mm arasında veya  çok dar toleransların  gerektirdiği yerlerde 30-65 mm arsında kullanılabilirler. Az sayıdaki üretim için düşük yatırım maliyetleri vardır. Standart programlama. Daha çok delik çapının 29,5-65 mm arasında olduğu durumlarda tercih edilirler. Düşük maliyetlidirler. Geniş çalışma alanlarında tutarlı bir şekilde kullanılırlar.  Standart programlama. En son teknoloji tasarlanmış ve üretilmişlerdir. Derin delik delme işleminde takım ve kesme verilerinin seçiminden önce bazı parametreler tayin edilmelidir.İlk olarak belirlenmesi gereken husus delme işleminin niteliği yani deliğin derin  mi  yoksa  kısa  olduğuna  karar  vermektir.Bundan  sonra  belirlenmesi  gereken hususlarşunlardır; Deliğin çapı ve derinliği, Gerekli toleranslar, Uygun tezgah donanımı, Üretim ekonomisi. 1.6.1. Tek kesici uçlu kafalar; Kendinden  kılavuzlu,  desteklenmiş  ve  kesicinin  arkasına  yaklaşık  90 ve  180 olarak yerleştirilen aşınma tamponlarıyla (aşınma önleyici) yataklanmışlardır. Tek kesici uçlu  kafa,  klavuz  bir  çap  kullanılarak  ve  üç  tespit  mandalı  kumandalı  olarak,  delme çubuğunda  denenebilir.  Bu  geçme  dizaynıyla,  kafa,  çubuk  vidalarına  kilitlenir.  Bazı kafalar,  kafanın  iç  daire  çevresinde  Acme  vidası  tarafından  çubuğa  tespit  edilirler  fakat yüksek  burulma  kuvvetleri,  diş  tutukluğuna  sebep  olabilir.  Kafanın  dış  çapında,  kesme kenarının  önünde;  kesme  sıvısının  içeri  alınması  veya  kesme  sıvısı  ve  talaşların  atılması için, bir kabartma vardır. Kafalardan bir tipi genellikle çapı 4,5 inçe kadar ve derinliği çapının 12 katından 15 katına kadar olan delikler içindir, kesme sıvısı akışını çubuğun iç çapından alır ve sıvıyı dış çaptan dışarı  atar. Çapı  4  9/16 inç  ve  daha  büyük  olan  delikler  için,  maksimum  derinlik  sadece  makina dizaynıyla sınırlanır. Bu tip başlıklarla, talaşlar ve kesme sıvısı, başlığın dış çapında açılan uzunlamasına kanallar  boyunca  dışarı  atılır.  İş  parçasının  göbeği  ile  başlığın  iç  duvarları  arasındaki açıklık  kontrol  edilmelidir  böylece  kesme  sıvısının  hacmi  kısıtlanır.  Sonuçta,  orada; talaşları, kesme kenarından uzaklaştıran kuvvetlerin oluşturduğu, bir yüksek hız santrifüj işlemi vardır. Mamul delik  delme  işleminde,  sıvı  giriş  alanının  1  inç2 olacak  şekilde  bir donanım kurulur ve 7 inç çaplı başlıkta yaklaşık 50 psi basınç üretir. Bu şekildeki giriş bölgesi, başlık boyunca tam pompa akışına izin verir ve talaşların boşaltılması için yeterli hızı sağlar. Giriş alanı sabit kalırken delik ölçüsü azalırsa basınç artar. Artan basınç, delik çapı azaldığı sürece veya derinlik arttığı sürece uygundur. Ne var ki, çapı 4 inçten daha az olan delikler  için  1  inç  2 lik  giriş  bölgesi  mümkün  değildir;  bu  deliklerde,  giriş  alanı,  başlığı zayıflatmaksızın elverişli hacmi sağlamak için mümkün olduğu kadar büyük yapılmalıdır. Dış çaptan boşaltmalı başlığın dış  çapı,  talaşların başlıkla  delik duvarları arasına kaçmasını  önlemek  için  açılan  deliğin  çapından  sadece  0,020  ila  0,025  inç  kadardır.  Bu, bitirme işleminin daha iyi olmasını sağlar ve kesme sıvısı  ile  talaşların  çıkış  yivi boyunca birikmesine engel olur. 1.7. Derin delik delme işleminde oluşan kesme kuvvetleri ve güç; Derin  delik  delme  işlemi  birçok  faktörden  etkilenen  bir  işlemdir.  Dolayısıyla  bu işlemde  oluşan  tam  olarak  kuvvetlerin  hesaplanması  zordur.Bu  nedenle  elde  edilen formüller yaklaşık sonuçlar vermektedir. Derin  delik  delme  işleminde  verimli  bir  talaş  kırmanın  oluşabilmesi  için  nispeten yüksek  ilerleme  hızları  kullanılır.Bu  da  tezgahın  kullanılabilir  gücünün yüksek  olması anlamına gelir. Derin delik delmede destek elemanlarının kullanımından kaynaklanan bir M torku meydana gelir.Bunun dışında diğer hesapları delik delme işlemininki ile aynıdır. 1.8.BTA derin delik delme; Derin delik delme daha önceden de tanımı yapıldığı gibi 100 e kadar olan çap oranları uzunluğunda delikleri üretmede kullanılan bir metoddur.Bazı özel durumlarda  daha  yüksek  oranlar  bile  elde  edilebilir.BTA  derin  delik  delme metodu 20 mm ve üzeri çaplı deliklerin üretimi için genellikle uygulanan tipik derin  delik  delme  metotlarından  biridir.Şekildeki  resimde  de  iki  asimetrik şekilde  saptanmış  düzenlenebilir  uçlarla  teşhiz  edilen  tipik  bir  BTA  takımı gösterilmektedir. BTA derin delik delme takımı Takım silindirik delme kalıbından geçerek çalıştırılır.Delme kalıbının dışında bulunan yağ soğutanın yanı sıra delme kalıbının içinde kalan kırıntıları da kaldırmaya yardım eder.Bu yağ  sisteme  yağ  sağlama  aygıtı  yoluyla  sağlanır.BTA  derin  delik  delme  tekniği  çap  deliği duvarlarının yüksek yüzey kalitesiyle üstün bir tekniktir. BTA derin delik delme makinesi 1.9.Bazı derin delik delme takımları; RDS - RETRAC -  38 - 59.99 mm arası RDZ - RETRAC -  60 - 204.99 mm arası Uzun Boruların İşleminde, Tek İş Sahası İçerisinde Aynı Anda Kesme ve Ezme Operasyonu Yapabilme Bu  takımlar  BTA  bağlantı  sistemli  derin  delik  delme  tezgahlarında  rahatlıkla kullanılabilir.  Kendinden  itmesiz  (makine  beslemeli)  olarak  çalışır.  Gereken  soğutma  ve yağlama  sıvısı,  delme  borusu  ile  işlenen  parçanın  arasındaki  boşluk  sayesinde,  soğutma maddesi püskürtme tertibatı aracılığı ile sağlanmaktadır. Bu arada soğutma sıvısı 40  mikronmetre'  den  küçük  bir  filtre  ile  temizlenmektedir.  Eğer  RETRAC  sistemi  kullanılacaksa, makinenin,  bıçakların  otomatik  olarak  geri  çekilmesini  sağlayan  hidrolik  kumandalı işletme sistemi ile donatılması gerekmektedir. Avantajları :  En kaliteli boruyu imal eder ve bu boruları dünya pazarına sokulabilir. Müthiş  kısa  işlem  süresi  ve  kombine  sistemli  işleme  sayesinde  çok ekonomiktir. Ezme başlığı  ve  bıçaklar  hidrolik kumanda ile  otomatik  olarak  geri  çekilir, bu sayede yüzeye zarar vermez. Takım, işlemi bitirdikten sonra çok hızlı bir şekilde geri çıkar. 1.10. Derin delik delme işleminde bazı tezgah .zellikleri; Derin  delik  delme  işleminde  talaş  kırmanın  iyi  sağlanabilmesi  için  yüksek  ilerleme hızlara tercih edilir.Bu da tezgah gücünün yüksek olmasını gerektirir.Düzenli bir talaş kırma işlemi yüksek ilerleme hızı gerektirdiği gibi ilerleme hızının da sabit olmasını gerektirir. Derin delik delme işleminde elde edilmek istenen hassasiyet tezgahın rijid mil yataklarının da boşluksuz olmasıyla sağlanır. Hassasiyetin sağlanması için gerekli bir şart da uygun filtre seçimidir.Filtre seçiminde dikkat edilmesi gereken hususlar istenen yüzey kalitesi ve pompa imalatçısının tavsiyeleridir. Tezgahta bulundurulması gereken bir önemli husus da emniyet tertibatlarıdır.İş  parçası,takım  ve  delme  burcu  işlemeyi  etkileyen  radyal  kuvveleri  dengeleyecek şekilde  düzenlenmelidir.İş  parçalarının  tespitinde hidrolik  kilitleme  sistemi  tercih edilmelidir.Uzun  parçaların  işlenmesinde  hem  iş  parçası  hem  de matkap  mili  için  destek elemanları  kullanılmalıdır.İnce  cidarlı  iş  parçasının  içersindeki  deliğin  deforme  olmaması için özel dikkat gösterilmeli ve pens ile tespit tercih edilmelidir. Delme  işleminde  deliğin  doğrusallığının saptanmasının  sorun  olduğu  durumlarda hem matkabın hem de iş parçasının döndüğü delik delme işlemi tercih edilmelidir. Optimum şekilde talaş kırmanın sağlanabilmesi için kesme sıvısı basıncı ve debisi için  verilen tavsiyelere uyulmalıdır.